SU1523982A1 - Устройство дл контрол ферромагнитных изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл  неразрушающего контрол  структуры материалов. Цель изобретени  - повышение достоверности контрол  за счет обеспечени  возможности определени  показател  асимметрии огибающей потока скачков Баркгаузена. Огибающа  подаетс  на пороговый элемент, формирующий импульс, соответствующий ширине огибающей. По переднему фронту этого импульса тригер переводитс  в единичное состо ние и открывает первую схему И совпадени , через которую на счетчик подаютс  тактовые импульсы с блока управлени . При достижении огибающей максимума, срабатывает другой пороговый элемент, который переводит триггер в нулевое состо ние, и тем самым запираетс  перва  схема И, но открываетс  втора  схема И совпадени , через которую тактовые импульсы поступают на второй /реверсивный/ вход счетчика. Счет импульсов заканчивает по заднему фронту импульса, соответствующего ширине огибающей. В результате на выходе счетчика формируетс  количество импульсов, пропорциональных показателю асимметрии. Выполнение блока намагничивани  в виде двух последовательно соединенных цифроаналоговых преобразователей, управл емых блоком управлени , позвол ет формировать ток намагничивани  произвольной формы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл  неразрушающе- го контрол  структуры и фазового состава ферромагнитных материалов и изделий .

Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности контрол  за счет обеспечени  возможности определени  показател  асимметрии огибающей потока скачков Баркгаузена и задани  оптимальной формы тока намагничивани .

На фиг.1 представлена структурна  схема устройства дл  контрол  ферро- магнитньпс изделий; на фиг.2 - временные диаграммы обработки импульсов ЭДС скачков Баркгаузена.

Устройство дл  контрол  ферромагнитных изделий содержит последовательно соединенные блок 1 управлени  ,

блок 2 намагничивани , и меритрльный преобразователь 3, предварительный усилитель | , перньп аналоговый ключ 5 второй вход которого подключен к второму выходу блока 1 управлени , поло- фильтр 6, интегральный ш- шитуд ный д. .криминатор 7 импульсов, второй ус....1итель 8, второй аналоговь ключ 9 рторой вход подкттт- чен к третьему 1п-/ходу :,гока 1 управлени , жфвый порог0)3i-iY v -элемент 10, первый счетчик -1 импул11сов, первьй блок 1 пам ти к блок 13 ивдикации., послед loaTfuibHo .;оеди ;ент :1е квадра- тор 14, вход которого подк.гаочен к выходу второго аналогового кл1оча 9, интегратор . второй блок 16 пам ти,

выход Ч- J :.рОГО СОвДИИСН С ЗТОрЫМ ВХОДОМ блока 13 индикации, последователь но соединенные фильтр 17 нижних частот , вход которого гг/дключен к выхс-, ду усилител  8, пикг-вый детектор i8 и третий блок 19 пам ти, выход KGTG-- рого соединен с треть П Л входом блока 13 индикации, посп2,:;ователъно соединенный второр ооговый элемент 20 входы которого О iCTf.THeHHo под-- ключены к выходу ф ильтоа ; / частот и к четвертому :;ыходу бпока J управлени , тригг р 2i, первый элемент И 22, второй вход которого сое динен с выходом а т о рог rt порогового элемента 20, а третий вход - с выходом блока 1 управлени , второй счетчик 23 и че -птый блок 24 пам ти , выход которого подключен к четвертому входу . a 13 индикации, третий пороговый 3) 25, вход кото рого подключен к фильтра 1 частот, а РМКОД - к второму входу триггера 2, вч-орой элемент И 26 входы которого соответственно подключены к выходу второго порогового л гмента 20, к п тому выходу бло

кл i управлени  и второму выходу триггера 21, а также пульт 27 управлени , вход которого со.единен с выходом блока 13 индикации, л выход - с входом блока 1 управлени .

Блок 2 ла1-5 ти выполнен в вгще по- следовательно соединенных первого цифроаналогосого преобразовател  2В, Второго цифроаналогового преобразов-т- тел  29, второй вход которого подключен к шестому выходу блоха I управлени , и усилител  30 тока,

Измерительный преобр  тоэатель 3, предварительный усншмаль 4 и

o

,

л

5

0

5

0

5

0

пульт 27 управлени  конструктивно выполнены в виде единого блока,

Устройство работает следующим образом .

Циклически мен ющийс  ток 31,сформированный блоком 2 на магничивани , преобразователем 3 преобразуетс  щ циклически мен ющийс  магнитный поток , .-который вызывает скачки Барк- ггузана в контролируемом изделии. При этом работа блока 2 намагничивани  управл етс  блоком 2 управлени , на выходе А которого непрерывно формируетс  последовательсть 32 тактовых импульсов.

Скачки Баркгаузеьа индуктируют в измерительной к..; ,шее измерительного преоираэовлт(п  J ;тоследовательности импульсоь ЭДС, которые усиливаютс   предварительными ус5 лител;1ем 4 и по- ,.a,or на вход ключа 5, который/ управл етс  сигналом 33 с выхода блока управлени  и пропускает сигналы только при заданном полупериоде цикла перемагничивани . Из полученной на заданной частоте анализа посредством nci. ocoBoro фильтра-6 во времен ной последовательности выдел ютс  импульсы 34, превышающие заданный амплитудным дискриминатором 7 уроЯОНЬ ,

Усиленный усилителем 8 сигнал поступает на вход аналогового ключа 9, упраьлжемого сигналом 35 с блока 1 управлени , который вьдел ет локаль- последовательность 36 импульсов ЭДС скачков Баркгаузена, на основании которой с помощью первого порогового элемента 10, счетчика II, первого блока 12 пам ти и блока 13 индикации формируетс  заданна  числова  характеристика , С помощью квадратора 14, интегратора 15 и второго блока 16 пам ти в устройстве определ етс  энер гетическа  характеристика - средн   мощность,

Из выходного сигнала усилител  8 4 шьтром 17 низкой частоты выдел етс  огибающа , максимальна  зеличииа Ад которой фиксируетс  пиковым детектором 18 и через третий блок 19 пам ти поступает на блок 13 индикации .

Определение показател  ассиметрии Nq осуществл етс  при сн тых сигналах внешнего бланкировани  с входом В,С и В и второго входа порогового элемента 20. При превышении огибающей величины на выходе элемента 20 устанавливаетс  уровень 37 логической 1. Порог срабатывани  выбираетс  из услови  н-чдежного срабатывани 

V..

, что определ етс  условием V « Vjn - сигнал помехи на

йУ,где Vjn - сигнал выходе усилител  8; uV cs5 мВ - минимальное приращение амплитуды импульса ЭДС скачка .Баркгаузена.

В исходном состо нии на первом выходе триггера 21 установлена I, а на втором о, при этом поступающие на вход первой схемы 22 совпадени  тактовые импульсы от блока 1 управле- 15 НИН проход т на первый вход счетчика 23.

При достижении огибающей значени  А третий пороговый элемент вьфадах второго ЦАП 29 - слово Nдвt/2 , в результате на вьгходе блока 2 намагничивани  формируетс  ток: KbfNnp) 1„-К(Ыдв,/2 ) X . - г, (N

где I

Л&г

)utN

лр ,

М

N

дв I

m

Кде2

п

К

макси 1альный ток, протекаю щий через усилитель 30; число двоичных разр дов ЦАП 28;

количество его входов; число раэр г в ЦАП 29;

-количество trt входов;

-коэффициент пропорциональности;

-врем  существовани  кодовой комбинации;

T/ut - количество тактов пре образовани  при заданном периоде перемагничивани . Сменой цифровых слов и комбинаций можно получить различные по форме тоut

N

пр

батьшает импульс 38 и измен ет состо- 20  ние триггера 21 на противоположное и тактовые импульсы 39 с первой схемы 22 прекращают поступать, а на второй йход счетчика 23 через схему 26 И поступают импульсы . После уменьше- 25 ки перемагничивани . чи  огибающей до значени  меньщего С помощью пульта 27 управлени  Vpop второй пороговый элемент 20 пера- оператор может формировать сигнал ходит в исходное состо ние, при этом дл  блока I управлени , разрешающий схема 26 закрываетс . В результате перемагничивание издели . Результаты на вьтходе счетчика 23 фиксируетс  ко-зо измерений отображаютс  блоком 13, личество тактовых импульсов 41, про- который преобразует их и передает на: порциональных разности полей старта пульт 27- управлени , индикатор кото- и финиша последовательности скачков рого формирует сигнал, соответств то239826

первого ЦАП 28 устанавливаетс  цифровое слово N.0. 12, а на цифровых

Q

15

дах второго ЦАП 29 - слово Nдвt/2 , в результате на вьгходе блока 2 намагничивани  формируетс  ток: KbfNnp) 1„-К(Ыдв,/2 ) X . - г, (N

где I

Л&г

)utN

лр ,

М

N

дв I

m

Кде2

п

К

макси 1альный ток, протекающий через усилитель 30; число двоичных разр дов ЦАП 28;

количество его входов; число раэр г в ЦАП 29;

-количество trt входов;

-коэффициент пропорциональности;

-врем  существовани  кодовой комбинации;

T/ut - количество тактов образовани  при заданном периоде перемагничивани . Сменой цифровых слов и комбинаций можно получить различные по форме тоut

N

пр

20 25 ки перемагничивани . С помощью пульта 27 управлени  оператор может формировать сигнал дл  блока I управлени , разрешающий перемагничивание издели . Результаты зо измерений отображаютс  блоком 13, который преобразует их и передает на: пульт 27- управлени , индикатор кото- рого формирует сигнал, соответств то

Баркгаузена, котора  заполн етс  в четвертом блоке 24 пгш ти и отображаетс  блоком 13 индикации. Полученное значение NQ  вл етс  критерием фазового состава термообработанных ферромагнитных изделий.

Длительность потока скачков Баркгаузена измер етс  при установке на второй вход третьего порового элемента 25 бланкирующего сигнала. Поле старта Hg измер ют при установке на четвертом входе второй схемы 26 совпадени  бланкирующего сигнала. Поле финиша Нр измер ют при установке на четвертом входе первой схемы 22 совпадени  бланкирумщего сигнала. Брем  Т , соответствующее А , измер ют при подаче на второй вход второго порогового элемента 20 стробирую- щего импульса N2 и.установке на четвертом входе второй схемы 26 совпадени  бланкирующего сигнала.

Форм1фование заданного значени  тока при (1 1дц) const в заданном временном интервале осуществл ет сле- дуюпщм образом. На цифровых входах

35

результату измерени , Годен-Брак.

например

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   I. Устройство дл  контрол  ферро- 40 магнитных изделий, содержащее последовательно соединенные блок нама:- ничивани , измсрительньп преобразователь и предварительный усилитель, последовательно соединенные ПОЛОСОБС;Й д5 фильтр и интегральный амплитудный дискриминатор имп льсов, последов ;- тельно соединенные счетчик гтмпульсов блок пам ти и блок индикации н блок управлени , выход которого соединен с входом блока HaMarHH4HBanviH, отличающеес  тем, что, с целью повышени  достоверности контрол , оно снабжено первым аналоговым ключом, входы которого сооткетстцрк-- но подключены к выходу предварительного усилител  и второму выходу блока управлени , а выход - к входу полосового фильтра, последовательно соединенными вторым усили ч--- -ч, РХОД

   50

   55

   которого подключен к выходу ампли- тудного дискриминатора импульсов, вторым аналоговым ключом, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управлени , квадратором, интегратором и вторым блоком пам ти, выход которого соединен с вторым входом блока индикации, первым пороговым элементом, включенным между выходом второго аналогового ключа и входом счетчика импульсов, последовательно соединенными фильтром низких частот, вход которого соединен с вы- ходом второго усилител , пиковым детектором и третьим блоком пам ти, выход которого подключен к третьему входу блока индикации, последовательно соединенными вторым пороговьм элементом , входы которого соответственно подключены к выходу фильтра низких частот и к четвертому выходу блока управлени , триггером, первьи элементом И, второй вход которого соединен с выходом второго порогового элемента , а третий вход - с п тым выходом

   блока управлени , вторым счетчиком импульсов и четвертым блоком пам ти, выход которого подключен к четвертому входу блока индикации, третьим пороговым элементом, включенным меж- ду выходом фильтра низких частот и вторым входом триггера, вторым элементом И, входы которого соответственно соединены с выходом второго порогового элемента, п тым выходом блока управлени  } вторым выходом триггера, а также пультом управлени , вход KoV торого соединен с выходом блока индикации , а выход - с входом блока уп-i равлени .
2. 2. Устройство по п.I, о т л и - чающе ес  тем, что блок намагничивани  выполнен в виде последовательно соединенных первого цифроана- логового преобразовател , второго i.v-: цифроаналогового преобразовател ,второй вход которого подключен к шестому выходу блока управлени , и усилител  тока.

   Hue г